Способ определения свойств полимерных материалов

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в том, что внедряют индентор в материал.и измеряют глубину внедрения , по которой определяют модуль упругости, отличающийся тем, что, с целью.одновременного определения также и пластических свойств материала, иcпoльзs oт конический индентор с углом при верь-шне 30 - 90° и разностью высотами его геометрической и закругленной вершин в пределах 0,01-0,2 мм, глубину внедрения измеряют после выдержки индентора под нагрузкой в течение не менее 15 мин, снижают нагрузку на индентор и, не менее чем через 3 мин, вторично измеряют глубину внедрения, а модули упругости и деформации рассчнтывают по формулам Kf UPlA-t o) fe . , .W() -b%i(cl|2)bj a пластичность - no отношении p E - E- {де E - модуль упругости; Едрф - модуль деформации; Начальная нагрузка на индентор; FO сниженная нагрузка; угол при вершине конуса; cL глубины внедрения инденЧ , тора в материал после приложения начальной и сниженной нагрузок с учетом разности между высотами геометрической и закругленной вершин конуса; коэффициент, зависящий К от условий испытаний. ю о со ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

|»»VI

РЕСПУБЛИК

ЗШ 6 01 Х 3 42 ф(. (Я";.;:7Д q 4 бА Т „,-"< .,. »

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

% o где Е

ЕдЕф

Щ

aL

Ь о

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР„ п0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3373158/25-28 (22) 31. 12.81 (46) 15 ° 04. 83. Бюл. 9 14 (72) Э.Х. Лийв (71) Научно-исследовательский инсти тут строительства Госстроя Эстон — ской CCP (53) 620.178.15(088.8) (56) 1. С.Б. айнбиндер, М.Г. Лака.

О твердости полимерных материалов.—

"Механика полимеров", 1966, 9 3, с. 337-349 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ CBOACTB

ПОЛИМЕРНЫХ МаТЕРИАЛОВ, заключаюцийся в том, что внедряют индентор в материал .и измеряют глубину внедрения, по которой определяют модуль упругости, отличающийся тем, что, с целью одновременного определения также и пластических свойств материала, используют конический .индентор с углом при вериине

30 — 90 и разностью между высотами его геометрической и закругленной вершин в пределах 0,01-0,2 мм, глубину внедрения измеряют после вЫдерхки индентора под нагрузкой в течение не менее 15 мин, снижают нагрузку

„„ЯО„„1012092 А.на индентор и, не менее чем через

3 мин, вторично измеряют глубину внедрения, а модули упругости и деформации рассчитывают по формулам

1 а пластичность — по отношеник

Š— э модуль упругости, модуль деформации; начальная нагрузка.на индентор, сниженная нагрузка; угол при вериине конуса; глубины внедрения индентора в материал после приложения начальной и сниженной нагрузок с учетом разности между высотами геометрической и закругленной вершин конуса; коэффициент, зависящий от условий испытаний.

1012092 Им-F )

I ) о) " .(4Мь

40 где Е

EÀe4

Fì

BH HHIIH Эаказ 2749/52 Тираж 871 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к определению механических свойств полимерных материалов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому эффекту является способ определения свойств полимерных материалов, заключающийся в том, что внедряют в материал индентор в виде шарика и измеряют глубину внедрения (1j.t0

Недостатком способа является то, что он позволяет определять характеристики только в упругой области и не позволяет в области пластичности. 15

Цель .изобретения — одновременное определение также и пластических свойств.

Цель достигается тем, что согласно способу определения свойств поли- 2g мерных материалов, заключающемуся в том, что внедряют индентор в материал и измеряют глубину внедрения, по которой определяют модуль упругости, используют конический индентор 25 с углом при вершине 30 -90 и разностью между высотами его геометрической и закругленной вершин в пределах 0,01-0,2 мм, глубину внедрения измеряют после выдержки индентора под нагрузкой в течение не менее 15 мин, снижают нагрузку на индентор и, не менее чем через 3 мин, вторично определяют глубину внедрения, модули упругости и деформации рассчитывают по формулам Ф а пластичность — по соотношению

Е

I — модуль упругости, — модуль деформации, начальная нагрузка на ин- 45 дентор;

Š— сниженная нагрузка; угол при вершине конуса;

Л, о в глубины внедрения индентора в материал после при-50 ложения начальной и сниженной нагрузок с учетом разности между высотами геометрической и закругленной вершин конуса, К вЂ” коэффициент, зависящий от условий испытаний.

Способ реализуется следующим образом.

Применяют конусообразный индентор высотой 5-10 мм, механически соединенный с нагружающим устройством и механизмом измерения глубины внедрения индентора. Нагрузка на индентор выбирается в пределах

0,25-30 кгс. Измеряют угол при вершине конусообразного индентора, который должен находиться в пределах 30-90, а также разность между высотами геометрической и закругленной вершин в пределах 0,010,2 мм.

В полимерный материал, плотно прилегающий к жесткому основанию, внедряют индентор под действием постоянной начальной нагрузки Е

Не менее чем через 15 мин измеряют глубину hN, внедрения индентора без снятия его с лунки. После этого снижают нагрузку до значения F и, не менее чем через 3 мин, измеряют остаточную глубину внедрения h .

Эа время нагружения (15 мин) и обратного хода (3 мин) индентор принимает равновесное положение, и определяемые величины Е и Едеф для полимерных материалов приобретают значения, близкие к минимальньм, и рассчитываются по приведенным формулам. Поправки на скругление вершины индентора определяют по формулам

6 п +l3 р ьо 1)о + б постоянный коэффициент К зависит от принятых единиц, толщины образца, нагрузки и условий опыта. Так, если проводят на опытном образце толщиной 5 мм, и леющий гладкие ровные поверхностиосновные параметры испытания

Ем = 12 кгс, F< = 0,25 кгс, d. = 63 .

0 = 0,1 мм; К = 31,2;Ь„; — 0,77 мм, h = 0,54 мм. Время погружения индентора 15 мин, обратного хода—

3 мин. Изменение угла при вершине индентора в пределах 33-83о влияет на результаты определения Е не более 12,53. Изменение в пределах

0,01-0,2 мм влияет на результат определения Е не более +9,5%.

Пластичность. материала оценивают

Š— Едеф по показателю Пл= .который изменяется в диапазоне 0-1.

Применение предлагаемого способа позволяет определить одновременно основные вязкоупругие характеристики полимерных материалов, что позволяет значительно снизить трудозатраты, необходимые при раздельном определении того же набора величин известными способами.